造紙廢水零排放處理技術(shù)及應(yīng)用

劉健欣

（中山市環(huán)境保護科學(xué)研究 院，廣東 中山 528400）

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提倡推動社會節(jié)能減排環(huán)保的形勢之下,很多造紙廢水零排放處理工藝被研發(fā)和投入使用。為了解決廢水處理問題，能夠形成一套卓越的處理工藝，關(guān)鍵是針對造紙廢水本身自有的特點有深入的了解，把各種不同的廢水處理方式有效進行結(jié)合,研發(fā)出更加符合現(xiàn)實標(biāo)準(zhǔn)的廢水處理方法，從而可以使造紙廢水實現(xiàn)零排放的效果。

一、造紙廢水污染成份和特點

1 造紙廢水污染成份

造紙廢水主要有化學(xué)耗氧量、固體懸浮物濃度、色度和生化需氧量該四類污染物。廢水中的化學(xué)耗氧量和生化需氧量含有半纖維素、木質(zhì)素；固體懸浮物濃度中含有無機填料、細小纖維等；油墨、染料等主要形成色度及化學(xué)耗氧量，從污染物中共同反映出廢水的固體懸浮物濃度、化學(xué)耗氧量指標(biāo)均比較高。

2 造紙廢水的特點

圖1 高濃度脫墨廢水工藝流程圖

廢水中生化需氧量同化學(xué)耗氧量的比值一般約為0.12～0.24，N、P含量偏低，生化性較差，所以不能直接采用生化法進行處理，需經(jīng)過氣浮或混凝沉淀處理，當(dāng)生化需氧量/化學(xué)耗氧量為0.4～0.7時，才適合生化處理。廢水中固體懸浮物濃度和化學(xué)耗氧量的細小懸浮性纖維含量較高，化學(xué)耗氧量含有非溶性和可溶性兩部分，化學(xué)耗氧量總量中非溶性占絕大部分，當(dāng)固體懸浮物濃度被除掉時，化學(xué)耗氧量非溶性大多數(shù)也會降低。所以處理造紙廢水首要解決的問題是先采用物化方法清除廢水中的細小懸浮性纖維。

表1 進出水水質(zhì)

表2 工藝設(shè)計主要參考與設(shè)備

二、造紙廢水的主要處理方法

通常情況下造紙廢水的處理方法主要有化學(xué)法、物理法、化學(xué)物理法與生物法四種，因?qū)λ|(zhì)復(fù)雜性有所考慮,可將多種方法結(jié)合起來進行多級綜合處理。

1 廢水初級處理

由于廢水中含懸浮物較高,所以廢水處理首要采用物理法,輔助化學(xué)法進行初級處理。通常有過濾法和超效氣浮法。過濾法采用細篩網(wǎng)或微濾機細小纖維去除掉，且可對其它處理設(shè)施起到保護的效果；而超效氣浮法是在水中通入或產(chǎn)生大量的微細氣泡，使液-液和固-液分離的一種方法，將原有的動態(tài)進水改為動態(tài)出水、靜態(tài)出水改為靜態(tài)進水,此舉是氣浮凈化技術(shù)的重大突破。實踐證明,如果根據(jù)廢水實際狀況，合理選用處理方法對廢水進行初級處理后,超效氣浮對固體懸浮物濃度的清除率能達到95%以上,亦可清除約90%的和無機顆粒物與懸浮物，清掉了部分生化需氧量和化學(xué)耗氧量,使后續(xù)工作的重擔(dān)得到了減輕。

2 廢水深度處理

廢水有機物經(jīng)初級處理的濃度含量較高,還沒有實現(xiàn)零排放的要求,按水質(zhì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一定要加強深度處理。

（1）生物接觸氧化

生物接觸氧化法是在曝氣池中安放固定填料,使其接觸氧化池，表面生長出固定的微生物，這些微生物以生物膜的狀態(tài)生長著，池水中生長出絮狀的微生物，然后采用沉淀、過濾的方法清除廢水中污染物的一種好氧生物膜法工藝。生物膜法工藝在造紙廢水處理中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其具有無需污泥回流、高容積負荷、耐沖擊負荷能力、更強的抗毒能力與處理設(shè)施緊湊等顯著優(yōu)點，表現(xiàn)相當(dāng)卓越。

生物接觸氧化法利用生物膜和生物的好氧性特性能夠較好的處理廢水,尤其適合脫墨廢水的處理，通常在廢水處理當(dāng)中生物膜的活性較好,其活性厚度在7～10mm，在不同時期對化學(xué)耗氧量的去除率也不盡相同，最高能達到95%的去除率。接觸氧化完全后的混合液體會流入沉濾池，進入下一個沉淀、過濾的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的剩余物質(zhì)是生物的脫膜，只產(chǎn)生少量的污泥，節(jié)約了污泥處理環(huán)節(jié)的成本。

（2）厭氧生物處理

厭氧生物法在中等濃度與高濃度的有機廢水處理中比較適用，其處理設(shè)備UASB 反應(yīng)器在全球造紙廢水處理中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，目前常用的有上流式厭氧濾池、厭氧流化床、厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧附著膜膨脹床、厭氧折流板反應(yīng)器和厭氧浮動生物膜反應(yīng)器等。以往單一的厭氧或好氧的造紙廢水處理難以發(fā)揮應(yīng)有的作用，由于單獨的好氧處理具有較高的成本，同時出水難以符合排放有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)實踐證明顯示，厭氧生物法不但處理效果明顯，且又能夠降低運作成本，是值得去推廣的一種造紙廢水處理法。

三、工藝路線的選擇與主要技術(shù)關(guān)鍵點

1 工藝路線的選擇

在造紙廢水零排放技術(shù)當(dāng)中，采取“厭氧＋活性污泥+氧化塘”生化處理相結(jié)合的組合工藝，且輔助合理的深度后處理與物化預(yù)處理工藝，比如纖維回收的預(yù)處理、后過濾處理技術(shù)與選擇性物化處理等，以高濃度脫墨廢水為例（如圖1所示）。

2 主要技術(shù)關(guān)鍵點

厭氧池選取脈沖進行布水，可使布水相對均勻，對攪拌污泥起到一定的作用，其中泥水可充分得到混合，勿用二次動力操作；選取可變微孔曝氣管作為曝氣系統(tǒng)，由于其操作簡單穩(wěn)定，具有高的溶氧效率，能在池外進行更換曝氣器，不用把池中水排掉，可做到不停產(chǎn)的檢修；鼓風(fēng)機選取溶氧儀變頻自控裝置，有利于系統(tǒng)的降耗節(jié)能；在氧化塘內(nèi)進行深步處理的廢水，大多數(shù)的鹽類、有機物可轉(zhuǎn)化成一定的污泥。

四、工程實例應(yīng)用

理站為例，該企業(yè)主要處理生產(chǎn)箱板紙廢紙所產(chǎn)生的廢水，選取厭氧好氧與深度處理技術(shù)，可日處理造紙廢水3萬噸左右。廢水處理后出水各項指標(biāo)都達到零排放處理，可全部回用于生產(chǎn)。

1 進出水水質(zhì)（見表1）

該企業(yè)廢水處理在出水之時，先進至脈沖布水器進行脈沖布水，在水解與產(chǎn)酸菌的相互作用之下，廢水中大分子有機物被分解成小分子有機物，從而明顯提高了廢水中溶解性有機物，在相對較高的負荷下使懸浮物去除率得以提高。厭氧池出水進至活性污泥池里，采用好氧菌對廢水中的有機物進行吸附、氧化與分解，在輻流沉淀池泥水分離之后，活性污泥池出水將排入氧化塘，然后提升至砂濾池，砂濾池經(jīng)過濾后自動流入到回用水箱，在廢水處理當(dāng)中出現(xiàn)的污泥經(jīng)脫水后進行外運處理，這樣完成全部廢水的處理工藝流程。

2 工藝設(shè)計的主要參數(shù)和設(shè)備（見表2）

3 運行成本

該工程廢水處理系統(tǒng)的總裝機容量為：816.8kW；實際運行功率：472.3kW；工資及福利費：0.016元/m3；電費：0.477元/m3；直接運行費用不含設(shè)備折舊、企業(yè)管理費用：0.752元/m3；維修費：0.015元/m3；藥劑費：0.245元/m3。

該項目達成了以廢紙為原料的廢水封閉循環(huán)的效果，符合低消耗、低排放、高效率的資源利用要求，使企業(yè)生產(chǎn)過程中高消耗、高污染與資源環(huán)境制約問題得到有效解決。

結(jié)語

目前，隨著節(jié)能環(huán)保的推廣和企業(yè)對自身要求的不斷提高，許多造紙廢水處理技術(shù)已研發(fā)成功并且投入應(yīng)用,其處理效果表現(xiàn)相當(dāng)卓越,廢水零排放清潔生產(chǎn)工藝不斷得到提高。突破廢水處理的局限性，實現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一。

[1]杜仰民.造紙工業(yè)廢水治理進展與評述[J].工業(yè)水處理，1997，17（3）.

[2]吳福騫.廢水零排放的進展[J].中華造紙,2004.